JP2012230995A - 部品実装ラインの部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産中の基板種に関わる部品補給作業および次に生産する基板種に関わる部品準備作業を行うそれぞれの作業者の動線が重ならずに作業効率が良好であり、マルチジョブの生産形態で生産中断を極力回避できる部品実装ラインの部品実装方法を提供する。
【解決手段】部品実装機１が複数段直列に配置された部品実装ライン８の部品実装方法であって、生産順序に従って生産する基板の基板種を第１および第２部品供給装置側基板種に交互に振り分け、部品移載装置が第１および第２部品供給装置３、４のうちの一方３から部品（部品種ＰＡ、ＰＢ）を採取して一方側基板種の基板に装着しているときに、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する他方側基板種の基板に装着される部品種ＰＣ〜ＰＦの部品をそれぞれ収容する部品収容装置を第１および第２部品供給装置のうちの他方４にセットすることを各段の部品実装機１において行うようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、部品実装機が複数段直列に配置された部品実装ラインの部品実装方法に関し、より詳細には、各部品実装機が基板搬送方向の両側にそれぞれ部品供給装置を備える部品実装ラインの部品実装方法に関する。

多数の電子部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、検査機などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築する場合が多い。このうち部品実装機は、基板を部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を供給する部品供給装置と、部品を基板上の所定位置に装着する部品移載装置と、を主にして構成されている。部品実装機１台だけでは所望するすべての部品種の部品を実装できない場合もあり、モジュール化した部品実装機を複数段直列に配置して部品実装ラインを構成することが行われている。さらに、部品供給装置を部品実装機の基板搬送方向の両側にそれぞれ配置して、部品供給装置を片側に配置する構成よりも多数の部品種を供給することも行われている。

この種の部品実装機あるいは部品実装ラインでは、生産する基板の種類（基板種）を変更する場合に、部品供給装置の部品種を変更する必要が生じる。これに対応するために、部品供給装置は、複数の部品を収容する部品収容装置としてフィーダまたはトレイを多数個着脱可能にセットできる構造となっている。したがって、部品種の変更に際しては部品収容装置を交換するが、この間は基板の生産が中断してしまい基板生産効率が低下する。特に、基板種あたりの生産数量が少ない場合、部品収容装置の交換に要する部品準備時間の比率が増大しがちになる。

このような部品収容装置を交換する時間的ロスを無くした技術例が特許文献１に開示されている。特許文献１の実装機は、多数列のテープフィーダー（フィーダ）を有する複数組の部品供給ユニット（部品供給装置）を配設するとともに、切換スイッチおよび制御手段を設けて、指定された部品供給ユニットのみから部品を吸着（採取）するようにしている。この構成によると、一の基板品種（基板種）に一方の部品供給ユニットを指定し、別の基板品種に移るときに切換スイッチの操作により別の部品供給ユニットを指定して即座に部品を供給し得る、とされている。さらに請求項２および実施形態には、基板搬送経路の一側方（つまり同じ側）に２組の部品供給ユニットを配設することが開示されている。

特開２００４−２２８２５１号公報

ところで、特許文献１の実装機では、一方の部品供給ユニットを使用して一の基板品種を生産するときに、部品切れが生じたフィーダを交換する部品補給作業が発生する。また、一の基板品種の生産中に、別の基板品種に必要なフィーダを別の部品供給ユニットにセットする部品準備作業が必要になる。ここで、部品補給作業および部品準備作業をそれぞれ別の作業者が担当すると、実装機の基板搬送経路の一側方でふたりの作業者が交錯して煩雑になり、作業効率が低下する。結果的に、部品補給作業のタイミングが遅れて一の基板品種の生産が中断したり、部品準備作業が間に合わずに別の基板品種の生産に即座に移行できなくなったりするおそれが生じる。

実際のところ単独の実装機をふたりの作業者で担当する場合は少ないかもしれないが、複数の部品実装機を直列配置した部品実装ラインでは、生産中の基板種に関わる部品の補給を担当する作業者と次に生産する基板種に関わる部品の準備を担当する作業者とを分け、複数人数で担当する場合が多い。この場合、部品実装ラインの一側方で複数の作業者が移動する動線が重なって作業効率の低下が顕著になり、また生産中断が発生するおそれも大きくなる。

また、部品実装ラインでは、単独の実装機と比較して供給できる部品種数が多いので、複数の基板種を纏めて生産することにより基板種移行時の時間的ロスを低減する、いわゆるマルチジョブを行う場合が多い。マルチジョブの生産形態では、フィーダなどの部品収容装置を準備する順序やマルチジョブ内の基板種の生産順序の設定方法の巧拙に依存して、生産中断が発生したり発生しなかったりし、また生産中断時間が変化したりする。しかしながら現状では、生産中断を極力回避できる好ましい順序設定方法の技術は確立されていない。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、生産中の基板種に関わる部品補給作業および次に生産する基板種に関わる部品準備作業を行うそれぞれの作業者の動線が重ならずに作業効率が良好であり、マルチジョブの生産形態で生産中断を極力回避できる部品実装ラインの部品実装方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係る部品実装ラインの部品実装方法の発明は、基板を部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、前記基板搬送装置の搬送方向の一側に設けられ複数の部品を収容する部品収容装置を複数個着脱可能にセットする第１部品供給装置と、前記基板搬送装置の搬送方向の他側に設けられ複数の部品を収容する部品収容装置を複数個着脱可能にセットする第２部品供給装置と、前記第１または前記第２部品供給装置の前記部品収容装置から前記部品を採取して位置決めされた前記基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機が複数段直列に配置された部品実装ラインの部品実装方法であって、設定した生産順序に従って生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数が前記第１部品供給装置の部品収容装置の個数を超さない範囲で前記生産順序に従い第１部品供給装置側基板種として纏め、前記第１部品供給装置側基板種に続いて生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数が前記第２部品供給装置の部品収容装置の個数を超さない範囲で前記生産順序に従い第２部品供給装置側基板種として纏めることを順次繰り返すことにより、前記生産順序に従って生産する基板の基板種を前記第１部品供給装置側基板種および前記第２部品供給装置側基板種に交互に振り分け、前記第１部品供給装置側基板種に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１部品供給装置にセットし、前記第２部品供給装置側基板種に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第２部品供給装置にセットし、前記部品移載装置が前記第１および前記第２部品供給装置のうちの一方から前記部品を採取して前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の基板に装着しているときに、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットすることを各段の前記部品実装機において行うようにした。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記部品移載装置が前記第１および前記第２部品供給装置のうちの一方から前記部品を採取して前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の所定数量の基板に装着する実装時間が、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする準備時間より長くなるように、前記生産順序に従って生産する基板の複数の基板種を、前記第１および第２部品供給装置側基板種として順次纏める。

請求項３に係る発明は、請求項１において、前記部品移載装置が前記第１および前記第２部品供給装置のうちの一方から前記部品を採取して前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の所定数量の基板に装着する実装時間よりも、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする準備時間が長くなる場合に、前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種で前記生産順序が早い基板種の基板に装着される部品種の部品を収容する部品収容装置から順番に前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする。

請求項４に係る発明は、請求項３において、前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に関して、前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする部品収容装置の数量が少ない順番に前記生産順序を修正し、その後に、前記他方側基板種で前記生産順序が早い基板種の基板に装着される部品種の部品を収容する部品収容装置から順番に前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする。

請求項５に係る発明は、請求項３または４において、前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする部品収容装置の順番を指示する。

請求項１に係る部品実装ラインの部品実装方法の発明では、設定した生産順序に従って生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数に応じて纏めることを順次繰り返すことにより第１および第２部品供給装置側基板種に交互に振り分け、部品移載装置が搬送方向の両側の部品供給装置のうちの一方から部品を採取して一方側基板種の基板に装着しているときに、続いて生産する他方側基板種の生産に必要な部品収容装置を部品供給装置のうちの他方にセットすることを各段の前記部品実装機において行う。このため、一方側基板種の生産中に部品切れが生じた部品種の部品収容装置を交換する部品補給作業を搬送方向の一側で行い、次の他方側基板種の生産に必要な部品種の部品収容装置をセットする部品準備作業を搬送方向の他側で行うことができる。したがって、部品補給作業および部品準備作業を行うそれぞれの作業者の動線が重ならずに作業効率が良好となる。

請求項２に係る発明では、部品移載装置が搬送方向の両側の部品供給装置の一方から部品を採取して一方側基板種の所定数量の基板に装着する実装時間が、次の他方側基板種の生産に必要な部品収容装置を部品供給装置の他方にセットする準備時間より長くなるように、複数の基板種を第１および第２部品供給装置側基板種として順次纏める。つまり、複数の基板種を纏めて生産するマルチジョブの生産形態で、或るジョブの実装時間が次に行うジョブの準備時間よりも長くなり、或るジョブが終了する以前に次のジョブの準備が完了するので、或るジョブから次のジョブへの移行時に生産中断が発生しない。

請求項３に係る発明では、部品移載装置が搬送方向の両側の部品供給装置の一方から部品を採取して一方側基板種の所定数量の基板に装着する実装時間よりも、続いて生産する他方側基板種の生産に必要な部品収容装置を部品供給装置のうちの他方にセットする準備時間が長くなる場合に、他方側基板種で生産順序が早い基板種の生産に必要な部品収容装置から順番に部品供給装置の他方にセットする。したがって、部品供給装置の他方に一部の数量の部品収容装置をセットすることにより、他方側基板種で生産順序が早い基板種から生産を開始することができる。これにより、マルチジョブの生産形態で、部品供給装置に全部の部品収容装置をセットした後に生産を開始する従来方法と比較して、一方基板種から他方基板種に移行する際の生産中断時間を短縮でき、あるいは生産中断を回避できる。

請求項４に係る発明では、請求項３において、他方側基板種の基板に関して、部品供給装置の他方にセットする部品収容装置の数量が少ない順番に生産順序を修正し、その後に、他方側基板種で生産順序が早い基板種の生産に必要な部品収容装置から順番に部品供給装置の他方にセットする。したがって、部品供給装置のうちの他方に必要最小限の数量の部品収容装置をセットすることにより、他方側基板種で生産順序が早い基板種の生産を開始できる。これにより、マルチジョブの生産形態で、従来方法や請求項３の方法と比較して、一方基板種から他方基板種に移行する際の生産中断時間を最小限に短縮でき、あるいは生産中断を回避できる。

請求項５に係る発明では、請求項３または４において、部品供給装置の他方にセットする部品収容装置の順番を指示する。これにより、他方側基板種の生産に必要な部品準備作業を行う作業者の作業内容が明瞭化され、作業効率が良好となる。

本発明に用いる部品実装機の概略構成を示す平面図である。 本発明に用いる部品実装ラインの構成を模式的に示す平面図である。 第１実施形態において、生産する基板の基板種を第１および第２部品供給装置側基板種に纏めて交互に振り分ける方法を例示説明する図である。 第１実施形態において、図３に基づいて部品実装を行うときの進行状況を例示説明する平面図であり、（１）〜（４）は時間的経過を示している。 第２実施形態における基板種の生産順序修正処理フローの図である。 図５のフローに従って基板種の生産順序を修正した事例を説明する図であり、（１）〜（５）は修正フローの進行状況を示している。 第２実施形態で、修正後の生産順序に従って準備する部品種の順番を指示する指示フローの図である。

本発明の第１実施形態の部品実装ラインの部品実装方法について、図１〜図４を参考にして説明する。まず、部品実装機１および部品実装ライン８の構成について説明する。図１は、本発明に用いる部品実装機１の概略構成を示す平面図である。部品実装機１は、基台７１上に基板搬送装置２、第１部品供給装置３、第２部品供給装置４、および部品移載装置５などが配設されて構成されている。

基板搬送装置２は、第１および第２ガイドレール２１、２２、一対のコンベアベルト、およびクランプ装置などにより構成されている。第１および第２ガイドレール２１、２２は、基台７１の上部中央を横断して搬送方向（Ｘ方向）に延在し、かつ互いに平行するように基台７１に組み付けられている。第１および第２ガイドレール２１、２２の離間距離を基板Ｋの幅に合わせて調整できるように、第２ガイドレール２２は移動可能となっている。第１および第２ガイドレール２１、２２の直下に、互いに平行に配置された一対のコンベアベルトが並設されている。また、基台７１の中央部のコンベアベルトの下方に、基板Ｋを押し上げてクランプするクランプ装置が設けられている。

基板搬送装置２のコンベアベルトは、コンベア搬送面に基板Ｋを戴置した状態で搬送方向（Ｘ方向）に輪転して、基板Ｋを基台７１の中央部に設定された部品実装位置に搬入および搬出する。また、クランプ装置は、基板Ｋを部品実装位置に位置決めする。図１には、位置決めされた基板Ｋが示されている。

基板搬送装置２の搬送方向（Ｘ方向）の一側（図１の下側）には第１部品供給装置３が設けられ、他側（図１の上側）には第２部品供給装置４が設けられている。第１部品供給装置３は、着脱可能な多数のカセット式フィーダ３１がセットされて構成されている。カセット式フィーダ３１は、複数の部品を収容する本発明の部品収容装置に相当し、図の例では１６個がセットされている。各カセット式フィーダ３１は、本体３２と、本体３２の後部に設けられた供給リール３３と、本体３２の先端に設けられた部品取出部３４とを備えている。供給リール３３には多数の部品が所定ピッチで封入された細長いテープ（図示省略）が巻回保持され、このテープがスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出され、部品が封入状態を解除されて部品取出部３４に順次送り込まれるようになっている。

同様に、第２部品供給装置４は、着脱可能な１８個のカセット式フィーダ４１がセットされて構成されている。各カセット式フィーダ４１は、本体４２と、供給リール４３と、部品取出部４４とを備えている。なお、第１および第２部品供給装置３、４にセットするカセット式フィーダ３１、４１の個数は上述の例に限定されない。また、第１および第２部品供給装置３、４は、全てのカセット式フィーダ３１、４１を一括して交換する機能を有していてもよい。さらに、第１および第２部品供給装置３、４は上述したフィーダ式装置に限定されず、トレイ上に部品を並べて供給するトレイ式装置や、両方式を併用したフィーダ・トレイ併用式装置であってもよい。

基板搬送装置２の上方（図１において紙面垂直方向手前側）に、搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に延在する固定レール５１が配設されている。さらに、搬送方向（Ｘ方向）に延在する移動台５２が、水平二方向（ＸＹ方向）に移動可能に固定レール５１に支持されている。移動台５２には部品移載装置５が設けられている。部品移載装置５は、移動台５２に着脱可能に設けられ支持ベース５３と、支持ベース５３に昇降可能に支持された部品実装ヘッド５４と、部品実装ヘッド５４から下方に突設されて負圧により部品を吸着採取する吸着ノズル５５と、支持ベース５３に支持された基板認識用カメラ５６とで構成されている。

部品移載装置５の部品実装ヘッド５４および吸着ノズル５５は、サーボモータにより水平二方向および昇降方向に駆動され、第１または第２部品供給装置３、４のカセット式フィーダ３１、４１から部品を吸着採取して位置決めされた基板Ｋに装着する。基板認識用カメラ５６は、位置決めされた基板Ｋのフィデューシャルマークを読み取って基板実装位置の誤差を認識し、吸着ノズル５５が部品を装着するときの位置制御に反映する。

部品実装機１には、他に第１および第２部品認識用カメラ７２、７３および部品搬出装置７４が設けられている。第１および第２部品認識用カメラ７２、７３はそれぞれ、基板搬送装置２と第１および第２部品供給装置３、４との間の基台７１上に配置されている。第１および第２部品認識用カメラ７２、７３は、吸着ノズル５５に吸着採取された部品の状態を検出するものであり、部品の吸着位置や回転角のずれ、リードの曲がりなどを検出する。部品搬出装置７４は、第１部品供給装置３に隣接して配置されている。部品搬出装置７４は、搬出コンベヤ７５を備え、吸着ノズル５５が吸着採取しながらも基板Ｋに装着しない部品を回収して搬出する。

また、部品実装機１は、図略の制御コンピュータを備えている。制御コンピュータは、生産する基板の基板種と装着される部品種との対応関係を始めとする諸情報、および各カメラ５６、７２、７３や図略のセンサの検出情報などに基づいて、部品実装動作を制御する。

次に、部品実装ライン８の構成について説明する。図２は、本発明に用いる部品実装ライン８の構成を模式的に示す平面図である。部品実装ライン８は、上述した部品実装機１が６段直列に配置されて構成されている。したがって、部品実装機１のそれぞれの第１部品供給装置３は、基板搬送装置２の搬送方向の一側８１に並んで配置され、それぞれの第２部品供給装置４は、基板搬送装置２の搬送方向の他側８２に並んで配置される。また、合計６個の第１部品供給装置３にセットできるカセット式フィーダ３１の個数Ｎ１は９６個（Ｎ１＝１６×６）となる。個数Ｎ１は、合計６個の第１部品供給装置３から供給できる部品種数の最大値（第１最大部品種数Ｎ１）を意味し、第１最大部品種数Ｎ１は９６種となる。同様に、合計６個の第２部品供給装置４にセットできるカセット式フィーダ４１の個数Ｎ２は１０８個（Ｎ２＝１８×６）となり、第２最大部品種数Ｎ２は１０８種となる。

次に、第１実施形態の部品実装ラインの部品実装方法のうち、実際の部品実装を行う前の手続きについて説明する。手続きは制御コンピュータによって自動的に実施され、結果はモニタ装置に表示される。手続きではまず、設定した生産順序に従って生産する基板の基板種を、第１および第２部品供給装置側基板種に纏めて交互に振り分ける。図３は、第１実施形態において、生産する基板の基板種を第１および第２部品供給装置側基板種に纏めて交互に振り分ける方法を例示説明する図である。例示される基板種Ａ〜Ｉ（以下は省略）の基板の生産において、基板の納入期限や部品の在庫状況、実装される部品の部品種の共通性、作業者の担当時間などを考慮して生産計画が検討され、図３に例示される生産順序が設定される。

生産順序１番の基板種Ａの基板に装着される部品の部品種、すなわち基板種Ａに必要な部品種はＰＡ１、ＰＡ２、……であり、部品種数ｎＡであり、これを纏めて部品種群ＰＡと表記する。なお、基板種Ａの１枚の基板に装着される各部品種ＰＡ１、ＰＡ２、……の部品は１個だけとは限らず複数個の場合もあり、部品種群ＰＡは、基板１枚当たりの各部品種ＰＡ１、ＰＡ２、……の所要数の情報も含んでいる。生産順序２番〜９番までの基板種Ｂ〜Ｉの欄も同様の情報を示しており、これらの情報は制御コンピュータ内に記憶されている。

ここで、生産順序１番の基板種Ａの部品種数ｎＡを、第１最大部品種数Ｎ１と比較する。仮に、部品種数ｎＡが第１最大部品種数Ｎ１よりも大きいとき、本発明は適用できず、またマルチジョブの生産形態も採用できず、６段の部品実装機１の第１および第２部品供給装置３、４の両方から部品種ＰＡの部品を供給して基板種Ａの基板を生産する。

部品種数ｎＡが第１最大部品種数Ｎ１よりも小さいとき、基板種ＡおよびＢを纏めて生産するマルチジョブを想定し、部品種数ｎＡおよび部品種数ｎＢを併せた部品種数ＮＢを求める。このとき、部品種群ＰＡの各部品種ＰＡ１、ＰＡ２、……と部品種群ＰＢの各部品種ＰＢ１、ＰＢ２、……とで一部が重複する場合に、重複分の部品種数αを差し引く。また、特定の部品種の所要数が多く、複数のカセット式フィーダ３１、４１に同一部品種を割り当てて使用する場合は、余分に使用するカセット式フィーダ３１、４１の数量に相当する部品種数βを追加する。この演算は、次式で示される。
ＮＢ＝ｎＡ＋ｎＢ−α＋β

次に、部品種数ＮＢを第１最大部品種数Ｎ１と比較する。仮に、部品種数ＮＢが第１最大部品種数Ｎ１よりも大きいとき、第１部品供給装置３のみを用いたマルチジョブは行えず、基板種Ａ単独で第１部品供給装置側基板種とする。部品種数ＮＢが第１最大部品種数Ｎ１よりも小さいとき、基板種Ａ〜Ｃを纏めて生産するマルチジョブを想定し、部品種数ｎＡ〜ｎＣを併せた部品種数ＮＣを求める。このとき、部品種の重複（−α）および複数フィーダへの同一部品種の割り当て（＋β）を考慮して、次式により演算する。
ＮＣ＝ｎＡ＋ｎＢ＋ｎＣ−α＋β

次に、部品種数ＮＣを第１最大部品種数Ｎ１と比較する。部品種数ＮＣが第１最大部品種数Ｎ１よりも大きいとき、第１部品供給装置３のみを用いたマルチジョブで基板種ＡおよびＢを纏めて生産でき、基板種Ｃまでは纏めることができない。したがって、基板種ＡおよびＢを纏めて第１部品供給装置側基板種とする。図３には、基板種ＡおよびＢを纏めた第１部品供給装置側基板種を生産するジョブＪ１１が例示されている。ジョブＪ１１の第１添数字は第１部品供給装置側であることを示し、第２添数字は第１部品供給装置側における生産順序を示している。

仮に、部品種数ＮＣが第１最大部品種数Ｎ１よりも小さいとき、基板種Ａ〜Ｄを纏めて生産するマルチジョブを想定して同様の演算および比較を行う。さらにこれを繰り返し、部品種数が第１最大部品種数Ｎ１を超さない範囲で基板種を纏め、第１部品供給装置側基板種とすることができる。この手続きは、設定した生産順序に従って生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数が第１部品供給装置の部品収容装置の個数を超さない範囲で生産順序に従い第１部品供給装置側基板種として纏めることに対応している。

次に、ジョブＪ１１に続いて生産する生産順序３番の基板種Ｃの部品種数ｎＣを、第２最大部品種数Ｎ２と比較し、前述と同様の手続きを進める。これにより、部品種数が第２最大部品種数Ｎ２を超さない範囲で基板種を纏め、第２部品供給装置側基板種とすることができる。図３には、基板種Ｃ〜Ｆまでの４基板種を纏めた第２部品供給装置側基板種を生産するジョブＪ２１が例示されている。この手続きは、第１部品供給装置側基板種に続いて生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数が第２部品供給装置の部品収容装置の個数を超さない範囲で生産順序に従い第２部品供給装置側基板種として纏めることに対応している。なお、第１または第２部品供給装置側基板種として纏めたものがジョブであり、複数の基板種を纏めたジョブがマルチジョブである。

以下、第１部品供給装置側と第２部品供給装置側の手続きを順次繰り返して交互に行うことで、生産順序に従って生産する基板の基板種を、第１部品供給装置側基板種および第２部品供給装置側基板種に纏めて交互に振り分けることができる。図３には、ジョブＪ１１およびジョブＪ２１に続いて、基板種ＧおよびＨが第１部品供給装置側基板種の２番目のジョブＪ１２に纏められ、基板種Ｉが単独で第２部品供給装置側基板種の２番目のジョブＪ２２とされた例が示されている。

次に、各ジョブＪ１１、Ｊ２１、Ｊ１２、Ｊ２２の実装時間Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ１２、Ｔ２２、および準備時間ｔ１１、ｔ２１、ｔ１２、ｔ２２を推定する。実装時間Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ１２、Ｔ２２は、部品移載装置５が第１および第２部品供給装置３、４のうちの一方から部品を採取して第１および第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の所定数量の基板に装着するのに要する時間である。実装時間Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ１２、Ｔ２２は、実質的に６段のうち最も装着する部品点数が多い部品実装機１によって決まる。したがって、例えばジョブＪ１１の実装時間Ｔ１１は、基板種Ａの生産数量と部品種ＰＡの情報および基板種Ｂの生産数量と部品種ＰＢの情報に基づいて推定することができる。

また、準備時間ｔ１１、ｔ２１、ｔ１２、ｔ２２は、一方側基板種に続いて生産する第１および第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容するカセット式フィーダ３１、４１を第１および第２部品供給装置３、４のうちの他方にセットするのに要する時間である。準備時間ｔ１１、ｔ２１、ｔ１２、ｔ２２は、実質的に部品実装機１の第１および第２部品供給装置３、４のうちの他方の６台全部にカセット式フィーダ３１、４１をセットする時間となる。したがって、例えばジョブＪ２１の準備時間ｔ２１は、部品種群ＰＣ〜ＰＦの情報に基づいて推定することができる。

次に、各ジョブＪ１１、Ｊ２１、Ｊ１２、Ｊ２２の実装時間Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ１２と、その次のジョブＪ２１、Ｊ１２、Ｊ２２の準備時間ｔ２１、ｔ１２、ｔ２２との長短関係を比較する。具体的に図３の例で、実装時間Ｔ１１と準備時間ｔ２１とを比較し、実装時間Ｔ２１と準備時間ｔ１２とを比較し、実装時間Ｔ１２と準備時間ｔ２２とを比較する。比較の結果、実装時間が準備時間よりも長ければ、実際の部品実装に進むことができる。

比較の結果、実装時間よりも準備時間が長ければ、当該の準備時間におけるカセット式フィーダ３１、４１のセットの順番をモニタ装置から指示する。つまり、第１および第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種で生産順序が早い基板種の基板に装着される部品種の部品を収容するカセット式フィーダ３１、４１から順番にセットするように指示する。例えば、図３の例で実装時間Ｔ１１よりも準備時間ｔ２１が長い場合、生産順序３番で早い基板種Ｃの基板に装着される部品種群ＰＣの部品を収容するカセット式フィーダ４１を先ずセットするように指示する。次いで生産順序４番の基板種Ｄに対応するカセット式フィーダ４１をセットし、続いて生産順序５番の基板種Ｅに対応するカセット式フィーダ４１をセットし、その後に生産順序６番の基板種Ｆに対応するカセット式フィーダ４１をセットするように指示する。

以上の手続きを終えると、実際の部品実装に進む。図４は、第１実施形態において、図３に基づいて部品実装を行うときの進行状況を例示説明する平面図であり、（１）〜（４）は時間的経過を示している。部品実装ライン８では、補給作業者Ｍｓが実施中のジョブで部品切れが生じた部品種のカセット式フィーダ３１、４１を交換する部品補給作業を担当し、準備作業者Ｍｐが次のジョブに必要な部品種のカセット式フィーダ３１、４１をセットする部品準備作業を担当する。

図３のジョブＪ１１の部品準備作業として、まず、準備作業者Ｍｐが部品実装ライン８の一側８１で、第１部品供給装置３に部品種群ＰＡおよびＰＢのカセット式フィーダ３１をセットする。図４の（１）では、２番目の部品実装機１の第１部品供給装置３に矢印を付して例示したが、実際には６段の部品実装機１の各第１部品供給装置３にカセット式フィーダ３１をセットする。したがって、準備作業者Ｍｐが移動する動線Ｄｐは、部品実装ライン８の一側８１の全体に及ぶことになる。部品種群ＰＡおよびＰＢの準備が終了すると、ジョブＪ１１の第１部品供給装置３を用いた基板種ＡおよびＢの基板への部品実装が開始される。

次に、準備作業者Ｍｐは、図４の（２）に示されるように部品実装ライン８の他側８２に移動し、ジョブＪ２１の部品準備作業として第２部品供給装置４に部品種群ＰＣ〜ＰＦのカセット式フィーダ４１をセットする。ここで、実装時間Ｔ１１よりも準備時間ｔ２１が長い場合、準備作業者Ｍｐは指示された順番に従ってカセット式フィーダ４１をセットする。実装時間Ｔ１１が準備時間ｔ２１よりも長い場合、カセット式フィーダ４１のセットの順番は限定されない。準備作業者Ｍｐが移動する動線Ｄｐは、部品実装ライン８の搬送方向の他側８２の全体に及ぶ。

一方、ジョブＪ１１の基板種ＡおよびＢの基板への部品実装の進捗に伴い、第１部品供給装置３のカセット式フィーダ３１で部品切れが発生する。これに対応するため、補給作業者Ｍｓが部品実装ライン８の一側８１で、部品切れとなった当該のカセット式フィーダ３１を交換して部品を補給する。部品切れは６段の部品実装機１の第１部品供給装置３のいずれでも発生し得るので、補給作業者Ｍｓが移動する動線Ｄｓは、部品実装ライン８の搬送方向の一側８１の全体に及ぶ。

ジョブＪ１１の基板種ＡおよびＢの基板への部品実装が終了すると、ジョブＪ２１の第２部品供給装置４を用いた基板種Ｃ〜Ｆの基板への部品実装に移行する。図４の（３）に示されるように、準備作業者Ｍｐは、再び部品実装ライン８の一側８１に移動し、ジョブＪ１２の部品準備作業として第１部品供給装置３に部品種群ＰＧおよびＰＨのカセット式フィーダ３１をセットする。一方、ジョブＪ２１の基板種Ｃ〜Ｆの基板への部品実装の進捗に伴い、第２部品供給装置４のカセット式フィーダ４１で部品切れが発生する。これに対応するため、補給作業者Ｍｓが部品実装ライン８の他側８２に移動して、部品切れとなった当該のカセット式フィーダ４１を交換して部品を補給する。

さらに、ジョブＪ２１の基板種Ｃ〜Ｆの基板への部品実装が終了すると、ジョブＪ１２の第１部品供給装置３を用いた基板種ＧおよびＨの基板への部品実装に移行する。図４の（４）に示されるように、準備作業者Ｍｐは、再び部品実装ライン８の他側８２に移動し、ジョブＪ２２の部品準備作業として第２部品供給装置４に部品種群ＰＩのカセット式フィーダ４１をセットする。一方、ジョブＪ１２の基板種ＧおよびＨの基板への部品実装の進捗に伴い、第１部品供給装置３のカセット式フィーダ３１で部品切れが発生する。これに対応するため、補給作業者Ｍｓが部品実装ライン８の一側８１に再度移動して、部品切れとなった当該のカセット式フィーダ３１を交換して部品を補給する。

第１実施形態では、上述したようにジョブごとに使用する部品供給装置３、４が切り替えられる。また、ジョブごとに補給作業者Ｍｓと準備作業者Ｍｐの位置が部品実装ライン８の搬送方向の一側８１と他側８２で入れ替わる。したがって、部品補給作業を行う補給作業者Ｍｓの動線Ｄｓと、部品準備作業を行う準備作業者Ｍｐの動線Ｄｐとが重ならず、作業効率が良好となる。

また、或るジョブの実装時間が次に行うジョブの準備時間よりも長い場合、或るジョブが終了する以前に次のジョブの準備が完了するので、或るジョブから次のジョブへの移行時に生産中断が発生しない。

さらに、或るジョブの実装時間よりも次に行うジョブの準備時間が長い場合、部品供給装置３、４の他方に一部の数量のカセット式フィーダ３１、４１をセットすることにより、他方側基板種で生産順序が早い基板種から生産を開始することができる。例えば、図３の例でジョブＪ１１の実装時間Ｔ１１よりもジョブＪ２１の準備時間ｔ２１が長い場合、準備作業者Ｍｐは、指示にしたがって部品種群ＰＣの部品を収容するカセット式フィーダ４１を最初にセットする。したがって、この時点で部品種群ＰＤ〜ＰＦがセットされていなくとも、基板種Ｃの生産を開始することができる。また、部品種群ＰＤをセットした時点で基板種Ｄの生産を開始でき、部品種群ＰＥをセットした時点で基板種Ｅの生産を開始できる。これに対し従来方法では、カセット式フィーダ４１のセットの順番が指示されず、部品種群ＰＣ〜ＰＦまでの全部のカセット式フィーダ４１をセットした後に基板種Ｃの生産を開始していた。したがって、本第１実施形態によれば、マルチジョブの生産形態で、次ジョブに必要な一部の数量のカセット式フィーダ４１をセットすることにより一部の基板種の生産を開始できるので、従来方法と比較して現ジョブから次ジョブに移行する際の生産中断時間を短縮でき、あるいは生産中断を回避できる。

また、カセット式フィーダ４１をセットする順番の制約があるときには、その順番をモニタ装置から指示するので、準備作業者Ｍｐの作業内容が明瞭化され、作業効率が良好となる。

次に、第２実施形態の部品実装ラインの部品実装方法について説明する。第２実施形態では、当初設定した生産順序を修正することにより、生産中断時間を最小限に短縮し、あるいは生産中断のおそれを最小限としている。例えば、図３の例でジョブＪ１１の実装時間Ｔ１１よりもジョブＪ２１の準備時間ｔ２１が長い場合に、部品種群ＰＣの部品種数が多いと、４つの部品種群ＰＣ〜ＰＦを全てセットする以前に先行して基板種Ｃの生産を開始する効果が薄れる。したがって、ジョブＪ２１の基板種Ｃ〜Ｆの中で部品種数が少ない順番、換言すればセットするカセット式フィーダ４１の数量が少ない順番に生産を行うと効果的である。以下、第２実施形態における生産順序の修正方法を主に説明する。

第２実施形態に用いる部品実装機１および部品実装ライン８の構成は第１実施形態と同じであり、生産する基板の基板種を第１および第２部品供給装置側基板種に纏めて交互に振り分ける手続きも同様であり、纏めた基板種の中で生産順序を修正する点が異なる。図５は、第２実施形態における基板種の生産順序修正処理フローの図である。また図６は、図５のフローに従って基板種の生産順序を修正した事例を説明する図であり、（１）〜（５）は修正フローの進行状況を示している。

まず、生産順序の修正方法を簡易に説明するために、図３でジョブＪ１１の実装時間Ｔ１１よりもジョブＪ２１の準備時間ｔ２１が長い事例を設定し、基板種Ｃ〜Ｆに装着される部品種群ＰＣ〜ＰＦを図６の（１）に一覧表形式で示されるように設定する。一覧表中の○印および×印は、基板種Ｃ〜Ｆにおける部品種ｐ１〜ｐ８の装着要否を示している。例えば、基板種Ｃに装着される部品種ＰＣ＝（ｐ３、ｐ４、ｐ８）であり、部品種数ｎＣ＝３種である。この一覧表を基にして、制御コンピュータは、図５に示される基板種の生産順序修正処理フローを実行する。

図５のステップＳ１でまず、現ジョブの実装時間が次ジョブの準備時間を越えているか否かを判定する。条件が満たされる場合、現ジョブが終了する以前に次ジョブの準備が完了するので生産順序を修正する必要はなく、処理フローを終了する。条件が満たさない場合、現ジョブが終了するまでに次ジョブの準備が完了しないので、生産順序を修正するためステップＳ２に進む。ステップＳ２で、次ジョブで生産する各基板種に装着される部品種数、換言すればセットするカセット式フィーダ３１、４１の数量を計算する。図６の事例では（１）の一覧表の最下段に示されるように、基板種Ｃの部品種数ｎＣ＝３種、基板種Ｄの部品種数ｎＤ＝２種、基板種Ｅの部品種数ｎＥ＝７種、基板種Ｆの部品種数ｎＦ＝４種となる。

次にステップＳ３で、最も部品種数が少ない基板種を次の生産基板種とする。図６の事例では、基板種Ｄの部品種数ｎＤ＝２種が最も少ないので、基板種Ｄを次の生産基板種とする。ジョブＪ２１の基板種Ｃ〜Ｆの生産順序はそれぞれ図３に示されるように当初は３番〜６番であり、基板種Ｄの生産順序は４番から３番に修正される。次のステップＳ４で、次の生産基板種とその部品種を除く。図６の事例では、基板種Ｄとその部品種ＰＤ＝（ｐ１、ｐ４）を除くので、一覧表は（２）に示されるように縮小する。次のステップＳ５で、基板種が残り１種か否か判定され、条件が満たされると処理フローを終了し、満たされないとステップＳ３に戻る。図６の（２）の段階では、３基板種が残っているのでステップＳ３に戻る。

２度目のステップＳ３では、図６の（２）に示されるように、部品種数ｎＣ＝ｎＦ＝２種が最も少ないのでいずれか一方を次の生産基板種とし、事例では部品種Ｃを次の生産基板種としている。したがって、基板種Ｃの生産順序は３番から４番に修正される。また、２度目のステップＳ４で、基板種Ｃとその部品種ＰＤ＝（ｐ３、ｐ８）を除いて（３）に示される一覧表が得られる（部品ｐ４は初回のステップＳ４で既に除かれている）。

さらに、３度目のステップＳ３では、図６の（３）に示されるように、部品種数ｎＦ＝１種が少ないので、部品種Ｆを次の生産基板種とし、生産順序が６番から５番に修正される。また、３度目のステップＳ４で、基板種Ｆとその部品種ＰＦ＝（ｐ７）を除いて（４）に示される一覧表が得られる。これで、ステップＳ５の基板種が残り１種である条件が満たされるので、処理フローを終了する。

上述の処理フローを実施すると、図６の事例では（５）の最下段に示されるように基板種Ｃ〜Ｆの生産順序が修正される。また、修正後の生産順序に基づいて、（５）の最右列に示されるように部品種ｐ１〜ｐ８のセットの順番を定めることができる。つまり、修正後の生産順序が３番と最も早い基板種Ｄに装着される部品種ｐ１およびｐ４のセットの順番が１となり、以下同様に、生産順序４番の基板種Ｃに装着される部品種ｐ３およびｐ８のセットの順番が２となり、生産順序５番の基板種Ｆに装着される部品種ｐ７のセットの順番が３となり、生産順序６番の基板種Ｅに装着される部品種ｐ２、ｐ５、およびｐ６のセットの順番が４となる。

なお、図５の処理フローを用いずに、当初の一覧表（図６の（１）に相当）に示されるジョブ内の全基板種の部品種数が少ない順番に一挙に生産順序を修正することもできる。ただし、部品種の重複の条件などによっては、図５の逐次除去方式の処理フローで得られる結果と異なる場合もある。

次に、実際の部品実装における部品種を準備する順番、すなわちカセット式フィーダ３１、４１をセットする順番を制御コンピュータがモニタ装置から指示する方法について説明する。図７は、第２実施形態で、修正後の生産順序に従って準備する部品種の順番を指示する指示フローの図である。ステップＳ１１で現ジョブの生産（部品実装）が開始されると、直ちにステップＳ１２で現ジョブの実装時間が次ジョブの準備時間を越えているか否かを判定する。条件が満たされる場合、現ジョブが終了する以前に次ジョブの準備を完了できるので部品種の順番は限定されない。したがって、ステップＳ１３に進み、次ジョブで装着される全部品種を指示して、指示フローを終了する。

条件が満たさない場合、現ジョブが終了するまでに次ジョブの準備が完了しないので、部品種の順番を指示するためステップＳ１４に進む。ステップＳ１４で、次ジョブのうち最初の基板種に必要な部品種をまず指示する。図６の（５）の事例では、セットの順番が１である部品種ｐ１およびｐ４をまず指示する。ステップＳ１５で、制御コンピュータは、当該部品種ｐ１およびｐ４のカセット式フィーダ３１、４１のセットが終了したか否かを判定する。未セットの間ステップＳ１４の指示が保持され、準備作業者Ｍｐによりカセット式フィーダ３１、４１のセットが終了するとステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６で、次の基板種に必要な部品種を指示する。図６の（５）の事例では、セットの順番が２である部品種ｐ３およびｐ８を指示する。ステップＳ１７で、制御コンピュータは、当該部品種ｐ３およびｐ８のカセット式フィーダ３１、４１のセットが終了したか否かを判定する。以下同様に、順番に部品種を指示し、当該部品種のカセット式フィーダ４１のセットが終了すると、ステップＳ１８で次ジョブの全基板種のカセット式フィーダ４１のセットが終了したか否かを判定する。まだ基板種が残っていればステップＳ１６に戻り、全基板種のセットが終了した時点で指示フローを終了する。

第２実施形態における実際の部品実装の進行は、第１実施形態と同様で図４に類似するので説明は省略する。

第２実施形態では、図５、図６を参考にして説明したように、他方側基板種Ｃ〜Ｆの基板に関して、部品供給装置のうちの他方４にセットするカセット式フィーダ４１の数量が少ない順番に生産順序を修正する。そして、他方側基板種Ｃ〜Ｆで生産順序が早い基板種の生産に必要なカセット式フィーダ４１から順番に部品供給装置のうちの他方４にセットする。したがって、部品供給装置のうちの他方４に最小限の数量のカセット式フィーダ４１をセットした時点で、他方側基板種で生産順序が早い基板種Ｄの生産を開始できる。

例えば図６の例で、２つの部品種ｐ１およびｐ４のカセット式フィーダ４１をセットした時点で、基板種Ｄの生産を開始できる。これに対し、生産順序を修正しない第１実施形態では、３つの部品種ｐ３、ｐ４、およびｐ８のカセット式フィーダ４１をセットした時点で、基板種Ｃの生産を開始できる。また、従来技術では、８つの部品種ｐ１〜ｐ８のカセット式フィーダ４１を全てセットした時点で、基板種Ｃの生産を開始する。したがって、本第２実施形態によれば、第1実施形態と比較しても現ジョブから次ジョブに移行する際の生産中断時間を最小限に短縮でき、あるいは生産中断を回避できる。

またこのとき、図７を参考にして説明したように、カセット式フィーダ４１をセットする順番をモニタ装置から指示するので、準備作業者Ｍｐの作業内容が明瞭化され、作業効率が良好となる。

なお、第１および第２実施形態では、ふたりの作業者Ｍｓ、Ｍｐの役割をそれぞれ、実施中のジョブで部品切れが生じたときの部品補給作業と、次のジョブに必要な部品を準備する部品準備作業とに固定しているが、これに限定されない。つまり、ふたりの作業者がそれぞれ実装ライン８の搬送方向の一側８１と他側８２を固定して担当し、ジョブの切り替えに対応して、各作業者が部品補給と部品準備の役割を交互に果たすようにしてもよい。その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。

１：部品実装機
２：基板搬送装置 ２１、２２：第１および第２ガイドレール
３：第１部品供給装置 ３１：カセット式フィーダ（部品収容装置）
４：第２部品供給装置 ４１：カセット式フィーダ（部品収容装置）
５：部品移載装置
５１：固定レール ５２：移動台 ５３：支持ベース
５４：部品実装ヘッド ５５：吸着ノズル ５６：基板認識用カメラ
７１：基台 ７２、７３：第１および第２部品認識用カメラ ７４：部品搬出装置
８：部品実装ライン ８１：搬送方向の一側 ８２：搬送方向の他側
Ｋ：基板 Ｍｓ：補給作業者 Ｄｓ：動線 Ｍｐ：準備作業者 Ｄｐ：動線

Claims (5)

1. 基板を部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、前記基板搬送装置の搬送方向の一側に設けられ複数の部品を収容する部品収容装置を複数個着脱可能にセットする第１部品供給装置と、前記基板搬送装置の搬送方向の他側に設けられ複数の部品を収容する部品収容装置を複数個着脱可能にセットする第２部品供給装置と、前記第１または前記第２部品供給装置の前記部品収容装置から前記部品を採取して位置決めされた前記基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機が複数段直列に配置された部品実装ラインの部品実装方法であって、
   設定した生産順序に従って生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数が前記第１部品供給装置の部品収容装置の個数を超さない範囲で前記生産順序に従い第１部品供給装置側基板種として纏め、前記第１部品供給装置側基板種に続いて生産する基板の基板種を、装着される部品の部品種数が前記第２部品供給装置の部品収容装置の個数を超さない範囲で前記生産順序に従い第２部品供給装置側基板種として纏めることを順次繰り返すことにより、前記生産順序に従って生産する基板の基板種を前記第１部品供給装置側基板種および前記第２部品供給装置側基板種に交互に振り分け、
   前記第１部品供給装置側基板種に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１部品供給装置にセットし、
   前記第２部品供給装置側基板種に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第２部品供給装置にセットし、
   前記部品移載装置が前記第１および前記第２部品供給装置のうちの一方から前記部品を採取して前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の基板に装着しているときに、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットすることを各段の前記部品実装機において行うようにした部品実装ラインの部品実装方法。
2. 請求項１において、
   前記部品移載装置が前記第１および前記第２部品供給装置のうちの一方から前記部品を採取して前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の所定数量の基板に装着する実装時間が、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする準備時間より長くなるように、前記生産順序に従って生産する基板の複数の基板種を、前記第１および第２部品供給装置側基板種として順次纏める部品実装ラインの部品実装方法。
3. 請求項１において、
   前記部品移載装置が前記第１および前記第２部品供給装置のうちの一方から前記部品を採取して前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの一方側基板種の所定数量の基板に装着する実装時間よりも、当該生産中の一方側基板種に続いて生産する前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に装着される部品種の部品をそれぞれ収容する部品収容装置を前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする準備時間が長くなる場合に、前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種で前記生産順序が早い基板種の基板に装着される部品種の部品を収容する部品収容装置から順番に前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする部品実装ラインの部品実装方法。
4. 請求項３において、
   前記第１および前記第２部品供給装置側基板種のうちの他方側基板種の基板に関して、前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする部品収容装置の数量が少ない順番に前記生産順序を修正し、その後に、前記他方側基板種で前記生産順序が早い基板種の基板に装着される部品種の部品を収容する部品収容装置から順番に前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする部品実装ラインの部品実装方法。
5. 請求項３または４において、前記第１および前記第２部品供給装置のうちの他方にセットする部品収容装置の順番を指示する部品実装ラインの部品実装方法。

Images